4-热力学第二定律VIP免费

题目§10.4热力学第二定律1课时学习目标1.了解热传导过程的方向性。2.了解热力学第二定律的两种不同表述，以及这两种表述的物理实质。3.了解什么是第二类永动机。4.理解第二类永动机不可能制成。[来源:学*科*网Z*X*X*K]学习疑问学习建议【自主学习】一、自然过程的方向性1．热传导具有方向性：两个温度不同的物体相互接触时，热量会自发地从传给低温物体，而低温物体不可能将热量传给高温物体，要实现低温物体向高温物体传递热量，必须借助的帮助，因而产生其他影响或引起其他变化。2．气体的扩散现象具有方向性：两种不同的气体可以自发地进入对方，最后成为均匀的混合气体，但这种均匀的混合气体，决不会分开而成为两种不同的气体。3．机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在水平面上运动，因摩擦而逐渐停止下来，但绝不可能出现物体吸收原来传递出去的后，在地面上重新运动起来。4．气体向真空膨胀具有方向性：气体可自发地向真空容器膨胀，但绝不可能出现气体从容器中流出，容器变为真空。5．一切与热现象有关的宏观自然过程都是的。6．热力学第二定律：反映宏观自然过程的的定律。二、热力学第二定律1．定义：在物理学中，反映宏观自然过程的的定律就是热力学第二定律。2．表述(1)克劳修斯表述：热量不能从低温物体传到高温物体。(该表述阐述的是热传递的方向性)(2)开尔文表述：不可能从单一热库，使之完全变成功，而不产生其他影响。(该表述阐述的是机械能与内能转化的)(3)其他表述：对任何一类宏观自然过程进行的说明，都可以作为热力学第二定律的表述。例如，热力学第二定律可以表述为：气体向真空的自由膨胀是的。三、热机和第二类永动机1．热机(1)热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的。第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成。(2)热机的效率：热机输出的机械功W与燃料燃烧产生的热量Q的比值叫作热机的效率，用公式可表述为η＝。2．第二类永动机(1)定义：只从单一热库吸收热量，并使之完全变成有用功而不产生的热机。(2)第二类永动机不可制成的原因：违背了热力学。【自主思考】判断对错(1)温度不同的两个物体接触时，热量会自发地从低温物体传给高温物体。()(2)第二类永动机违反了热力学第二定律。()(3)热机的效率可以达到100%。()(4)一切与热现象有关的微观自然过程都是不可逆的。()(5)第二类永动机违反了能量守恒定律。()(6)只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能。()【合作探究】(1)温度不同的两个物体接触时，热量会从低温物体传给高温物体吗？(2)两个不同的物体接触时，热量自发地从高温物体传递给低温物体。此处“自发地”的含义是什么？“自发地”的含义是指没有(3)我们假想：发明一种热机，并用来对物体做功，将内能全部转化为动能，而不引起其他变化，这是否可能？不能，因为热机必须有热源和冷凝器，热机工作时，总要向冷凝器放热，不可避免地要由工作物质带走一部分热量Q，即使是理想热机，没有摩擦，没有漏气等能量损失，它也不可能把吸收的热量百分之百地转化为机械能，总要有一部分热量散发到冷凝器中。【知识理解】1．在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不产生其他影响”、“单一热库”、“不可能”的涵义[来源:学科网](1)“自发地”是指热量从高温物体“自发地”传给低温物体的方向性。在传递过程中不会对其他物体或借助其他物体提供能量等。(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响。如吸热、放热、做功等。(3)“单一热库”：指温度均匀并且恒定不变的系统。若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功。(4)“不可能”：实际上热机或制冷机系统循环终了时，除了从单一热库吸收热量对外做功，以及热量从低温热库传到高温热库以外，过程所产生的其他一切影响，不论用任何的办法都不可能加以消除。2．热力学第二定律的实质热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象...